谐振耦合

Eberhard Waffenschmidt，Philips Research

从感应电能传输开始，谐振电路便用于增强感应电能的传输。早在一百多年前，尼古拉•特斯拉（Nikola Tesla）就已在他第一个关于感应电能传输的实验中应用了谐振原理。尤其是在具有低耦合因数的系统中，谐振接收器可以提高电能的传输。谐振电能传输是一个特殊但又在感应电能传输中广泛应用的方法，但同时又受到与磁场辐射和效率相同的制约因素所限制。
为了理解其工作原理，我们将其和机械谐振进行比较。首先将一条线调到某个特定的频率作为机械谐振器，在音调（频率）匹配的情况下，即使是一个远处的低音发生器所发出的声音也会引起这条线振动。
其中，接收器中的谐振器由接收器电感和电容组成。发射器也有一个谐振器。总体配置如图6a所示。发射器和接收器中的线圈LTx和LRx可以视为弱耦合变压器。因而可得出由磁化及杂散电感组成的等效电路图（如图6b所示）。图中同时也已显示绕组的电阻。该图已清晰地显示，谐振电容已抵消接收器的杂散电感和发射器的磁化电感。至此，电能传输中剩下的唯一限制因素就是线圈的绕线电阻，这些绕线电阻的阻抗比电感的阻抗要低一到两个数量级。因此，就一个特定的电源而言，可接收更多电能。